Metaclasses a descriptors jsou pokročilé funkce Pythonu pro meta-programming — řízení chování tříd a přístupu k atributům. Pohánějí spoustu "kouzel" v frameworcích (ORMs, Pydantic), i když je v kódu aplikace obvykle nepíšete přímo.
:
(Dog)
(Dog())
Zpravidla třída vytváří instance; metakřída vytváří třídy. Přizpůsobením metakřídy můžete zachytit a upravit vytvoření třídy:
class Meta(type):
def __new__(mcs, name, bases, namespace):
# runs when a class USING this metaclass is DEFINED
namespace["created_by"] = "Meta" # inject an attribute into every such class
return super().__new__(mcs, name, bases, namespace)
class MyClass(metaclass=Meta):
pass
MyClass.created_by # "Meta" — injected by the metaclass at class-creation time
To umožňuje frameworkům automaticky registrovat třídy, ověřovat definice nebo přidávat chování ke každé podtřídě — např. jak ORMs mění atributy třídy na sloupce databází.
Deskriptor je objekt, který definuje __get__/__set__/__delete__, řídící co se stane při čtení nebo zápisu atributu:
class Positive:
def __set_name__(self, owner, name):
self.name = f"_{name}"
def __get__(self, obj, objtype=None):
return getattr(obj, self.name)
def __set__(self, obj, value):
if value < 0:
raise ValueError("must be positive") # validate on assignment
setattr(obj, self.name, value)
class Account:
balance = Positive() # a descriptor as a class attribute
a = Account()
a.balance = 100 # calls Positive.__set__ → validates
a.balance = -5 # ❌ ValueError
Deskriptory zachycují přístup k atributům — umožňují ověření, vypočítané atributy a opožděné načítání. Ve skutečnosti @property, @classmethod a @staticmethod jsou všechny implementovány jako deskriptory.
Metaclasses → Django/SQLAlchemy ORM models, ABCs, Pydantic, framework registration
Descriptors → @property, ORM fields, validation libraries, lazy attributes
Metakřídy a deskriptory jsou meta-programming machinery za spoustou nejmocnějších knihoven Pythonu — ORMs, které přeměňují definice tříd na schémata databází, validační frameworky jako Pydantic, a dokonce vestavěné jako @property (deskriptor).
I když většina vývojářů je obvykle nepíše přímo (a neměla by se na ně uchylovat, když jsou k dispozici jednodušší nástroje), jejich pochopení demystifikuje, jak tyto frameworky dosahují své "kouzla" přizpůsobení na úrovni třídy a řízeného přístupu k atributům.
Tato znalost je cenná pro pokročilý návrh knihoven, ladění chování frameworků a hluboké porozumění objektovému modelu Pythonu — to je to, co odděluje střední úroveň od odborné úrovně porozumění jazyku.